[發(fā)明專利]一種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點及數(shù)據(jù)傳輸方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410234723.8
• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN103986653B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃河;孫玉娥;劉超;李凡長
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號: H04L12/721
• 分類號: H04L12/721
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 常亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計算機無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點及數(shù)據(jù)傳輸方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，部署在極端環(huán)境下的挑戰(zhàn)性網(wǎng)絡(luò)具有間歇連接、頻繁割裂、時延極高、非對稱的數(shù)據(jù)率、較高的誤碼率與丟包率以及異構(gòu)互連等特性，這些特性使得Internet(因特網(wǎng))體系結(jié)構(gòu)不能有效地應(yīng)用在該挑戰(zhàn)性網(wǎng)絡(luò)中。

基于此，為實現(xiàn)上述孤島式異構(gòu)挑戰(zhàn)性網(wǎng)絡(luò)間的互連、互操作以及異步消息的可靠傳輸，容遲與容斷網(wǎng)絡(luò)(DTN，delay?and?disruption?tolerant?network)作為一種新型的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)應(yīng)運而生，DTN是一個無線分布式移動網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點均有預(yù)定的運行軌跡，例如分布式星群網(wǎng)絡(luò)。路由以及基于路由的數(shù)據(jù)傳輸是DTN網(wǎng)絡(luò)層的主要功能，是DTN節(jié)點間通信以及提高網(wǎng)絡(luò)連接性的基礎(chǔ)，因此，路由策略以及基于路由策略的數(shù)據(jù)傳輸方法成為本領(lǐng)域的研究熱門。

現(xiàn)實應(yīng)用場景中，往往存在節(jié)點資源受限的情況，例如有限的傳輸帶寬和節(jié)點容量，從而，提供一種傳輸帶寬和節(jié)點容量均受限情況下的高成功率、低延遲的路由策略以及數(shù)據(jù)傳輸方法成為本領(lǐng)域亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點及數(shù)據(jù)傳輸方法和系統(tǒng)，以解決傳輸帶寬和節(jié)點容量均受限情況下的DTN中高成功率、低延遲的路由選擇及數(shù)據(jù)傳輸問題。

為此，本發(fā)明公開如下技術(shù)方案：

一種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，包括信息維護更新模塊、數(shù)據(jù)接收模塊和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊，其中：

所述信息維護更新模塊，用于維護并定期更新所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的節(jié)點信息以及其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的節(jié)點信息，所述其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點與所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點為具有相同結(jié)構(gòu)和功能的對等節(jié)點，所述節(jié)點信息包括節(jié)點的剩余容量信息、預(yù)先存儲并維護的各消息隊列的隊列信息以及節(jié)點的運行軌跡和狀態(tài)信息；

所述數(shù)據(jù)接收模塊，用于接收其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)，并將接收的數(shù)據(jù)存儲在所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點相應(yīng)的消息隊列中；

所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊，用于基于數(shù)據(jù)的優(yōu)先級和數(shù)據(jù)的排隊等待時間，計算所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的各消息隊列中數(shù)據(jù)的綜合權(quán)重，并依據(jù)所述其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的節(jié)點信息獲取綜合權(quán)重最大的數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)路由，對所述綜合權(quán)重最大的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)發(fā)。

上述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)具體為報文。

上述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，優(yōu)選的，所述消息隊列的隊列信息包括報文的入隊速率、出隊速率和排隊報文的大小。

上述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，優(yōu)選的，所述信息維護更新模塊包括：

更新時間判斷單元，用于判斷所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的節(jié)點信息距上次更新時間是否大于等于一個更新周期，如果是，則觸發(fā)所述節(jié)點信息計算單元；

節(jié)點信息計算單元，用于計算所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點各個消息隊列的隊列信息及剩余容量信息；

數(shù)據(jù)廣播單元，用于將計算出的隊列信息及剩余容量信息加入更新信息數(shù)據(jù)包，并廣播所述更新信息數(shù)據(jù)包；

廣播信息接收單元，用于接收其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點廣播的更新信息數(shù)據(jù)包，并判斷是否是第一次接收到所述其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的所述更新信息數(shù)據(jù)包，若判斷結(jié)果為是，則觸發(fā)所述廣播信息更新單元，否則，若判斷結(jié)果為否，則觸發(fā)所述廣播信息丟棄單元；

廣播信息更新單元，更新所存儲的所述其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的隊列信息及剩余容量信息，并將所述其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的所述更新信息數(shù)據(jù)包廣播出去；

廣播信息丟棄單元，用于丟棄所述其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的所述更新信息數(shù)據(jù)包。

上述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊包括：

權(quán)重計算單元，用于利用如下公式計算網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的各消息隊列中優(yōu)先級為i的報文l的綜合權(quán)重w_l：w_l＝(T-t_l)α_i，其中：α_i為優(yōu)先級為i的報文l的優(yōu)先級權(quán)重，報文的優(yōu)先級越高，其優(yōu)先級權(quán)重越大，T是當(dāng)前時刻，t_l是報文l到達所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的時刻；

最大權(quán)重選擇單元，用于從所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的各消息隊列中選擇綜合權(quán)重最大的報文；

報文轉(zhuǎn)發(fā)單元，用于轉(zhuǎn)發(fā)所述綜合權(quán)重最大的報文。

一種數(shù)據(jù)傳輸方法，包括：

有數(shù)據(jù)傳輸需求的源節(jié)點依據(jù)其所維護的其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的節(jié)點信息，計算從所述源節(jié)點到目的節(jié)點的n條潛在傳輸路徑；

源節(jié)點從所述n條潛在傳輸路徑上獲取x個與所述源節(jié)點相鄰的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點作為所述源節(jié)點的潛在中繼節(jié)點，其中，n、x為不小于1的自然數(shù)，且x≤n；